DE3512889C2

DE3512889C2 -

Info

Publication number: DE3512889C2
Application number: DE19853512889
Authority: DE
Inventors: Ernst 7446 Oberboihingen De Topf
Original assignee: Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik 7440 Nuertingen De GmbH
Current assignee: Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik 7440 Nuertingen De GmbH
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1987-10-08
Also published as: DE3512889A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einspannen von Tiefbohrwerkzeugen an einer Tiefbohrvorrichtung mit Hilfe einer einen axialen Durchgang und eine äußere umlaufende Schulter aufweisenden Werkzeugaufnahme, in der das Tiefbohr werkzeug mit seinem axialen Durchgang im Anschluß an den Durchgang der Aufnahme eingesetzt ist und die in ein von der Tiefbohrvorrichtung drehangetriebenes Aufnahmeteil ein setzbar ist, wobei an dem Aufnahmeteil schwenkbar angeordnete Spannelemente an der Schulter angreifen und die Werkzeug aufnahme gegen das Aufnahmeteil spannen.The invention relates to a device for clamping Deep drilling tools on a deep drilling device with the help one an axial passage and an outer circumferential Tool holder with shoulder, in which the deep drilling tool with its axial passage following the Passage of the recording is inserted and which in one of the deep drilling device a rotary driven receiving part is settable, which is pivotally arranged on the receiving part Attack clamping elements on the shoulder and the tool Clamp the receptacle against the receiving part.

Es ist bereits eine derartige Einrichtung bekannt (EP-A1 86 379). Bei dieser bekannten Vorrichtung, die insbesondere auch zum automatischen Einsetzen der Tiefbohrwerkzeuge ge dacht ist, sind mehrere schwenkbare Spannelemente angeord net, die um ortsfeste Drehachse schwenken. Die Spannele mente müssen im Gegensatz zu üblichen Bearbeitungsmaschinen hohe Kräfte aufbringen, da durch das Innere der Aufnahme und des Werkzeuges aus der Vorrichtung unter Druck stehende Flüssigkeit fließen muß.Such a device is already known (EP-A1 86 379). In this known device, the particular also for automatic insertion of deep drilling tools is thought, several swiveling clamping elements are arranged net, which swivel around a fixed axis of rotation. The Spannele elements in contrast to conventional processing machines exert high forces because of the interior of the recording and the tool from the device under pressure Liquid must flow.

Weiterhin ist eine Spanneinrichtung an Werkstück- oder Werkzeug spindeln für Werkzeugmaschinen bekannt (DE-OS 20 61 012), bei der als Spannelemente Spannklauen vorgesehen sind, die hinter einer Schulter der zu spannenden Spannpalette ein greifen. Die Spannklauen können sowohl radial als auch axial verschoben werden. Diese Spanneinrichtung benötigt sehr viele Bauelemente sowie sehr viel Platz, so daß sie bei schnell laufenden Tiefbohrspindeln nicht anwendbar ist.There is also a clamping device on the workpiece or tool spindles for machine tools known (DE-OS 20 61 012), in which clamping claws are provided as clamping elements behind one shoulder of the exciting pallet to grab. The clamping claws can be radial as well as axial be moved. This tensioning device needs a lot many components as well as a lot of space, so that they high-speed deep drilling spindles is not applicable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur auto matischen Bestückung durch Werkzeugwechsler geeignete Einrich tung zum Einspannen von Tiefbohrwerkzeugen zu schaffen, die im Hinblick auf das feste Einspannen der Werkzeugauf nahme verbesserte Eigenschaften aufweist.The invention has for its object one to auto suitable equipment by tool changer to create devices for clamping deep drilling tools, in terms of firmly clamping the tool has improved properties.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Spannelemente einen etwa radial bewegbaren, in einer verschwenkbaren Kassette gehalterten Schieber aufweisen, zu dessen Verschwenkung ein Kniehebel vorgesehen ist.To achieve this object, the invention provides that the clamping elements an approximately radially movable, in one have pivotable cassette-mounted slide, a toggle lever is provided for the pivoting thereof.

Während bei dem bekannten Werkzeugwechsler die Spannelemente nur um ortsfeste Achsen verschwenkbar sind, was u. U. zu einer verstärkten Abnutzung der Schulter, an der sie angreifen, führt, ist es nach der Erfindung möglich, die Spannelemente zu verschwenken und zu verschieben, was dadurch zu einem verbesserten Einspannen führt. Der Schieber kann beispielsweise in eine Nut eingeschoben und anschließend mit Hilfe der Kassette verschwenkt werden. Das Vorsehen des Kniehebels hat den Vorteil, daß besonders hohe Kräfte aufgewendet werden können, ohne daß dabei die feinfühligen Spindellager zu stark belastet werden.While in the known tool changer the clamping elements are only pivotable about fixed axes, which u. U. zu increased wear on the shoulder they are attacking, leads, it is possible according to the invention, the clamping elements to pan and move, which results in a leads to improved clamping. The slide can, for example inserted into a groove and then with the help of Cassette can be pivoted. The provision of the knee lever has the advantage that particularly high forces are applied can without the sensitive spindle bearings be heavily burdened.

Es kann zur Durchführung der gemeinsamen Bewegung mit Vorteil vorgesehen sein, daß die Verschiebung des Schiebers und die Verschwenkung der Kassette über eine gemeinsame Kulissen führung erfolgt. Dadurch wird eine besonders einfache Synchronisation der beiden Bewegungen ermöglicht.It can be beneficial to carry out the joint movement be provided that the displacement of the slide and the pivoting of the cassette over a common backdrop leadership takes place. This will make one particularly simple synchronization of the two movements enables.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Schwenkachse des Schiebers etwa in der Radialebene der Schulter liegt, an der er angreift. Dies bedeutet, daß der Angriffspunkt des Schiebers in etwa eine geradlinige Bewegung durchführt, die senkrecht zu seiner Angriffsfläche liegt. Dadurch wer den Querkräfte und Belastungen der Halterung der Werkzeug aufnahme in Querrichtung vermieden.The invention further provides that the pivot axis the slider lies approximately in the radial plane of the shoulder, on which he attacks. This means that the point of attack makes a straight movement of the slide, which is perpendicular to its target surface. Because of who the transverse forces and loads on the tool holder Avoidance in the transverse direction.

Es kann vorgesehen sein, daß der Schieber zur Anlage an beiden Schultern einer Nut ausgebildet ist. Auf diese Weise wird es ebenfalls möglich, beim Lösen der Verbindung den Schieber als Ausstoßelement zu verwenden.It can be provided that the slide on the system both shoulders of a groove is formed. In this way it will also be possible to remove the connection Slider to use as an ejection element.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß der Schieber beim Spannen zunächst eine lineare und anschließend eine Schwenk bewegung durchführt. Er wird also zunächst in eine Nut einge schoben und anschließend gegen seine Anlagefläche verschwenkt.According to the invention it can be provided that the slide at First clamp a linear and then a swivel performs movement. So it is first inserted into a groove slide and then pivoted against its contact surface.

Die Kulissenführung für die Bewegung des Schiebers kann mit Vorteil an der Innenseite einer mechanisch bewegbaren, insbesondere verschiebbaren, Schiebehülse angeordnet sein. Diese Schiebehülse kann von außen mit Hilfe einer Gabel o. dgl. leicht zugänglich sein. Insbesondere günstig ist diese Art der Steuerung dann, wenn mehrere Schieber vorhan den sind, deren Kulissenführungen an einer einzigen Schiebe hülse angeordnet sind.The guide for the movement of the slide can with advantage on the inside of a mechanically movable, in particular, be displaceable, sliding sleeve. This sliding sleeve can be used from the outside with the help of a fork o. The like. Be easily accessible. Is particularly cheap this type of control when there are several slides are the backdrop guides on a single slide sleeve are arranged.

Zum Ausgleich von Toleranzen der Werkzeugaufnahmen und einem möglichen Verschleiß der Spannelemente kann vorgesehen sein, daß der Kniehebel über eine Tellerfeder abgestützt ist. Beispielsweise kann ein Kniehebel an einem Bolzen gelagert sein, der über eine Tellerfeder abgestützt in einer Bohrung geführt ist. Tellerfedern erreichen bei sehr kurzen Wegen sehr hohe Kräfte, so daß sie hierfür besonders geeignet sind.To compensate for tolerances of the tool holders and one possible wear of the clamping elements can be provided that the toggle lever is supported by a plate spring. For example, a toggle lever can be mounted on a bolt be supported by a disc spring in a hole is led. Disc springs reach with very short distances very high forces, so that they are particularly suitable for this are.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigtFurther details and advantages of the invention are more preferred from the following description Embodiments of the invention and with reference to the drawing. Here shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung; Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of the invention;

Fig. 2 einen Schnitt etwa nach Linie II-II in Fig. 1; Figure 2 is a section approximately along the line II-II in Fig. 1.

Fig. 3 eine Ansicht der Anordnung in Fig. 2 von oben. Fig. 3 is a view of the arrangement in Fig. 2 from above.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt das vordere bzw. untere Ende einer Tiefbohrvorrichtung. Diese enthält einen im Betrieb rotierenden Teil 11, der an seiner Vorderseite ein Aufnahmeteil 12 für eine Werkzeugaufnahme bildet. Das Aufnahmeteil 12 ist trichterförmig erweitert und bildet eine steilkegelartige Anlagefläche 14. Diese geht in eine zylindrische Bohrung 15 über, die in der Längsmittelachse der Spindel 11 verläuft. In der Bohrung 15 ist ein Innenrohr 16 eingesetzt, das in Längsrichtung der Vorrichtung verschiebbar gehaltert ist. Auch das Innenrohr weist eine in Längsrichtung verlaufende Innenbohrung 17 auf. An seinem der Werkzeugaufnahme 13 zu gewandten Ende besitzt das Innenrohr 16 eine aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellte Dichtung, die zwischen der Stirnseite 19 des Innenrohrs 16 und der Stirnseite 20 der Werkzeugaufnahme 13 liegt. Dadurch kann Kühl- und Schmier flüssigkeit durch die Bohrung 17 des Innenrohrs 16 in einen entsprechenden gestrichelt angedeuteten axialen Durchgang 21 der Werkzeugaufnahme 13 und von dort aus in das Tiefbohrwerkzeug gelangen. Fig. 1 shows in longitudinal section the front or lower end of a deep drilling device. This contains a part 11 rotating during operation, which forms a receiving part 12 for a tool holder on its front side. The receiving part 12 is expanded in a funnel shape and forms a steep-tapered contact surface 14 . This merges into a cylindrical bore 15 which runs in the longitudinal central axis of the spindle 11 . An inner tube 16 is inserted in the bore 15 and is slidably supported in the longitudinal direction of the device. The inner tube also has an inner bore 17 running in the longitudinal direction. At its end facing the tool holder 13 , the inner tube 16 has a seal, not shown for reasons of simplification, which lies between the end face 19 of the inner tube 16 and the end face 20 of the tool holder 13 . This allows coolant and lubricating liquid to pass through the bore 17 of the inner tube 16 into a corresponding dashed axial passage 21 of the tool holder 13 and from there into the deep drilling tool.

In die Stirnseite 56 der Werkzeugaufnahme 13 ist ein Zapfen 57 eingeschraubt, der in seiner Außenseite eine im Querschnitt rechteckige Nut 58 aufweist. Die Nut 58 bildet zwei Schul tern 59, 60, wobei die Fläche der Schulter 59 in Richtung auf das freie Ende der Spindel 11 und die Fläche der Schul ter 60 von dem freien Ende der Spindel 11 weg gerichtet ist. In die Nut 58 greift das vordere Ende 61 eines Schie bers 62, der in einer schwenkbar gelagerten Kassette 63 verschiebbar gehaltert ist. Die Kassette ist derart schwenkbar gelagert, daß sie sich um die angedeutete Drehachse 64 ver schwenken läßt. Diese liegt etwa in der durch die Schulter 59 verlaufenden Radialebene.A pin 57 is screwed into the end face 56 of the tool holder 13 and has a groove 58 with a rectangular cross section on its outside. The groove 58 forms two shoulders 59, 60 , the surface of the shoulder 59 towards the free end of the spindle 11 and the surface of the school ter 60 is directed away from the free end of the spindle 11 . In the groove 58 engages the front end 61 of a slide bers 62 which is slidably supported in a pivotally mounted cassette 63 . The cassette is pivotally mounted such that it can pivot ver about the indicated axis of rotation 64 . This lies approximately in the radial plane running through the shoulder 59 .

Die Kassette 63 ist an einem Zapfen 65 mit einem ersten Hebel 66 verbunden, der seinerseits mit einem Anlenkpunkt 67 eines Kniehebels 68 verbunden ist. Das zweite Ende des Kniehebels 68 ist an einem Zapfen 69 gelagert, der an einem Stempel 70 befestigt ist. Der Stempel 70 sitzt in einer Längsbohrung 71 der Spindel 11 und weist eine umlaufende Rippe 72 auf, die sich über eine Tellerfeder 73 an der Spin del 11 abstützt. Dadurch läßt sich der Zapfen 69 unter Auf wendung einer hohen Kraft um einen geringen Betrag nach rechts verschieben, was eine Überlastsicherung bildet.The cassette 63 is connected to a pin 65 with a first lever 66 , which in turn is connected to an articulation point 67 of a toggle lever 68 . The second end of the toggle lever 68 is mounted on a pin 69 which is fastened to a stamp 70 . The punch 70 is seated in a longitudinal bore 71 of the spindle 11 and has a circumferential rib 72 which is supported on the spin del 11 via a plate spring 73 . This allows the pin 69 to move to the right by applying a high force by a small amount, which forms an overload protection.

Das zweite etwa rechtwinklig abgebogene Ende 73 des Knie hebels 68 greift mit einem Zapfen 74 in einem Langloch 75 einer Kulissenführung 76 ein. Die Kulissenführung 76 weist ein zweites Langloch 77 auf, in das ein am Ende des Schie bers 62 angebrachter Zapfen 78 eingreift.The second approximately right-angled end 73 of the knee lever 68 engages with a pin 74 in an elongated hole 75 of a link guide 76 . The link guide 76 has a second slot 77 , into which a pin 78 attached at the end of the slide 62 engages.

Die Kulissenführung 76 ist an der Innenseite 79 einer Schie behülse 80 angebracht. Diese Schiebehülse weist an ihrer Außenseite zwei parallel zueinander verlaufende Rippen 81 auf, die zwischen sich eine Nut 82 bilden. In die Nut 82 greift eine Rolle 83 einer Gabel 84 ein, die beispielsweise mit Hilfe eines Motors, eines Hydraulikzylinders oder eines Elektromagneten bewegt wird. Dadurch läßt sich die Schiebehülse 80 in Axialrichtung aus der dargestellten Stellung zum freien Ende der Spindel 11 hin verschieben.The link guide 76 is attached to the inside 79 of a sliding sleeve 80 . This sliding sleeve has on its outside two parallel ribs 81 , which form a groove 82 between them. A roller 83 of a fork 84 engages in the groove 82 and is moved , for example, with the aid of a motor, a hydraulic cylinder or an electromagnet. As a result, the sliding sleeve 80 can be moved in the axial direction from the position shown to the free end of the spindle 11 .

Die Langlöcher 75 und 77 sind derart angeordnet und ausge bildet, daß bei Verschiebung der Schiebehülse 80 nach links zunächst der Zapfen 74 radial nach außen bewegt wird, was zu einem Verschwenken des Kniehebels 68 und des ersten Hebels 66 und damit zu einer Verschwenkung der Kassette 63 um ihren Drehpunkt 64 führt. Dies führt wiederum dazu, daß das freie Ende 61 des Schiebers 62, das an der Schulter 60 anliegt, eine Bewegung in Richtung auf das freie Ende der Vorrichtung durchführt und dadurch die Werkzeugaufnahme 13 ausstößt. Nach Beendigung dieser Schwenkbewegung gleitet der Zapfen 78 in dem Langloch 77 nach außen, was zu einem Verschieben des Schiebers 62 radial nach außen führt. Damit liegt das freie Ende 61 des Schiebers 62 radial weiter nach außen als die Außenseite des Zapfens 57, so daß die Werkzeugaufnahme 13 entnommen werden kann.The elongated holes 75 and 77 are arranged and formed such that when the sliding sleeve 80 is moved to the left, the pin 74 is first moved radially outward, which leads to a pivoting of the toggle lever 68 and the first lever 66 and thus to a pivoting of the cassette 63 leads around its pivot point 64 . This in turn leads to the free end 61 of the slide 62 , which rests on the shoulder 60, making a movement in the direction of the free end of the device and thereby expelling the tool holder 13 . After this swiveling movement has ended, the pin 78 slides outward in the elongated hole 77 , which leads to a displacement of the slide 62 radially outward. Thus, the free end 61 of the slide 62 is located radially further outward than the outside of the pin 57 , so that the tool holder 13 can be removed.

Beim Einsetzen der Werkzeugaufnahme 13 in das Aufnahmeteil 12 verläuft die Bewegung umgekehrt, d. h. es wird zunächst der Schieber 62 mit seinem Ende 61 in die Nut 58 eingescho ben und anschließend verschwenkt, so daß er die in Fig. 1 dargestellte Stellung wieder einnimmt. Aufgrund der Verwen dung des Kniehebels wird eine sehr hohe Kraft erreicht. Diese Kraft wird praktisch nur in Axialrichtung, da die Drehachse 64 etwa in der Radialebene der Schulter 59 liegt.When inserting the tool holder 13 into the receiving part 12 , the movement is reversed, ie first the slide 62 is inserted with its end 61 into the groove 58 and then pivoted so that it assumes the position shown in FIG. 1 again. Due to the use of the toggle lever, a very high force is achieved. This force is practically only in the axial direction, since the axis of rotation 64 lies approximately in the radial plane of the shoulder 59 .

Es können bei der dargestellten Ausführungsform mehrere identisch aufgebaute Schieber 62 und Kassetten 63 über den Umfang verteilt vorhanden sein, beispielsweise drei Stück.In the embodiment shown, there can be several identically constructed slides 62 and cassettes 63 distributed over the circumference, for example three pieces.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Anordnung der Kassette 63 mit dem Schieber 62. Die Kassette 63 sitzt in einem Schlitz 85 der Spindel 11, wobei sie an ihren beiden Längsseiten 86 je einen kreiszylindrischen Ansatz 87 aufweist. Die Ansätze 87 greifen in Löcher in der Spindel 11 ein und be wirken dadurch eine verschwenkbare Halterung der Kassette 63. Fig. 3 shows a plan view of the arrangement of the cassette 63 with the sliders 62. The cassette 63 sits in a slot 85 of the spindle 11 , wherein it has a circular cylindrical extension 87 on each of its two longitudinal sides 86 . The lugs 87 engage in holes in the spindle 11 and thereby act pivotally holding the cassette 63 .

Fig. 2 zeigt nun eine Radialansicht der Kassette 63 in Fig. 3. Die Kassette 63 besitzt eine Durchbrechung 88 mit rechtecki gem Querschnitt, in die der Schieber 62 eingeschoben wird. Die beiden Ansätze 87 greifen in Sacklochbohrungen bzw. Nuten 89 in der Spindel 11 ein. An der in Fig. 2 oberen Seite ist der Ansatz 90 zu sehen, in den der Zapfen 65, siehe Fig. 1, eingreift. Aufgrund der in Fig. 2 und 3 er läuterten Halterung des Schiebers ist es möglich, eine robuste und kräftige Halterung zur Bewegung in zwei Richtungen zu ermöglichen, ohne daß die Vorrichtung aufwendig wird. Fig. 2 now shows a radial view of the cassette 63 in Fig. 3. The cassette 63 has an opening 88 with a rectangular cross section, into which the slide 62 is inserted. The two lugs 87 engage in blind holes or grooves 89 in the spindle 11 . On the upper side in FIG. 2, the projection 90 can be seen, in which the pin 65 , see FIG. 1, engages. Because of the mounting of the slide in FIGS . 2 and 3, it is possible to enable a robust and powerful mounting for movement in two directions without the device becoming complex.

Alternativ zu der Möglichkeit, Kühlmittel durch die Längs bohrung 17 des Innenrohrs (16) und die Längsbohrung 21 der Werkzeugaufnahme 13 durchzuführen, kann auch vorgesehen sein, daß das Aufnahmeteil 12 mehrere Bohrungen 91 aufweist, die an der Stirnseite ausmünden und von Dichtungen 92 abgedichtet sind. In Verlängerung der Mündungen der Bohrungen 91 sind dann in der Werkzeugaufnahme 13 ebenfalls Bohrungen 93 an geordnet, die schräg zur Drehachse verlaufen und in der Längsbohrung 21 der Werkzeugaufnahme 13 münden. In diesem Fall bräuchte die Längsbohrung 21 nicht durchgehend zu sein, sondern könnte als Sackbohrung ausgebildet sein.As an alternative to the possibility of carrying coolant through the longitudinal bore 17 of the inner tube ( 16 ) and the longitudinal bore 21 of the tool holder 13 , it can also be provided that the receiving part 12 has a plurality of bores 91 which open out on the end face and are sealed by seals 92 . In an extension of the mouths of the bores 91 , bores 93 are then also arranged in the tool holder 13 , which run obliquely to the axis of rotation and open into the longitudinal bore 21 of the tool holder 13 . In this case, the longitudinal bore 21 need not be continuous, but could be designed as a blind bore.

Claims

1. Device for clamping deep drilling tools on a deep drilling device with the help of an axial passage ( 21 ) and an outer circumferential shoulder ( 59 ) having a tool holder ( 13 ) in which the deep drilling tool with its axial passage following the passage ( 21 ) the receptacle ( 13 ) is inserted and which can be inserted into a receptacle part ( 12 ) which is rotatably driven by the deep drilling device, the receptacle ( 12 ) pivoting on the shoulder ( 59 ) and the tool receptacle ( 13 ) against the receptacle part ( 12 ) clamp, characterized in that the clamping elements ( 61, 62 ) have an approximately radially movable, in a pivotable cassette ( 63 ) held slide ( 62 ), for pivoting a toggle lever ( 68 ) is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that a common link guide ( 76 ) is provided for moving and pivoting the slide ( 62 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pivot axis ( 64 ) of the slide ( 62 ) lies approximately in the radial plane of the shoulder ( 59 ) on which it engages.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the slide ( 62 ) is designed to rest on both shoulders ( 59, 60 ) of a groove ( 58 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the slide ( 62 ) performs a linear and then a pivoting movement during clamping to the next.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the link guide ( 76 ) is arranged on the inside of a mechanically movable sliding sleeve ( 80 ).

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that a plurality of slides ( 62 ) are provided, the slide guides ( 76 ) of which are arranged on a single sliding sleeve ( 80 ).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the toggle lever ( 68 ) is mounted on a bolt ( 70 ) which is supported abge via a plate spring ( 73 ).